光源顏色特性色溫和顯色性介紹

光源顏色特性主要包括兩個方面的內容：一是人眼直接看到的顏色，即光源色表；另一是指物體在光源的照明下所表現的客觀顏色效果，即光源色品。前者為光源色溫，后者為光源顯色性。本文對光源顏色特性色溫和顯色性做了介紹。

光源顏色特性色溫和顯色性介紹：

光(guang)(guang)源顏(yan)色(se)特性(xing)主要包括兩(liang)個方(fang)(fang)面的內(nei)容：一是人眼直接看到的顏(yan)色(se)，即光(guang)(guang)源色(se)表；另(ling)一是指(zhi)(zhi)物體(ti)在(zai)光(guang)(guang)源的照明下所(suo)表現的客觀顏(yan)色(se)效果，即光(guang)(guang)源色(se)品。前(qian)者的評(ping)價方(fang)(fang)法同物體(ti)顏(yan)色(se)的評(ping)價方(fang)(fang)法類似，通過(guo)色(se)坐標和相關色(se)溫來(lai)表述；后者的評(ping)價方(fang)(fang)法是研究光(guang)(guang)源對被照射物體(ti)的顏(yan)色(se)影(ying)響，即光(guang)(guang)源的顯(xian)(xian)色(se)性(xing)。光(guang)(guang)源的顯(xian)(xian)色(se)性(xing)采用(yong)顯(xian)(xian)色(se)指(zhi)(zhi)數(shu)的值來(lai)評(ping)價，光(guang)(guang)源的顯(xian)(xian)色(se)性(xing)越好，則顯(xian)(xian)色(se)指(zhi)(zhi)數(shu)的值越高，其最大值為100。

光源顏色特性色溫和顯色性關系：

色(se)溫是(shi)光(guang)源(yuan)的(de)(de)重要指標，用來描述(shu)光(guang)源(yuan)本身(shen)的(de)(de)顏色(se)。一定的(de)(de)色(se)光(guang)具有一定的(de)(de)相(xiang)對能量(liang)(liang)分布(bu)：當黑(hei)體連續加熱(re)，溫度(du)不(bu)斷升高時，它的(de)(de)相(xiang)對光(guang)譜能量(liang)(liang)分布(bu)的(de)(de)峰值部(bu)位將由長波(bo)方向向短波(bo)方向變化，其所發光(guang)的(de)(de)顏色(se)的(de)(de)變化順序(xu)是(shi)紅-黃-白-藍。同(tong)一種(zhong)顏色(se)，在(zai)白熾(chi)燈(deng)、鹵素燈(deng)、中午(wu)日光(guang)等不(bu)同(tong)光(guang)源(yuan)照明下，所表現出(chu)來的(de)(de)顏色(se)是(shi)不(bu)同(tong)的(de)(de)。而這種(zhong)差異就是(shi)由光(guang)源(yuan)的(de)(de)色(se)溫不(bu)同(tong)造成(cheng)的(de)(de)。

有關(guan)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)特(te)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)評(ping)價的(de)(de)(de)(de)(de)另(ling)一個指標是光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)，它研究(jiu)物體(ti)(ti)在光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)照(zhao)明(ming)下(xia)所(suo)(suo)呈現(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)效果。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)分(fen)布決定(ding)了(le)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)，具(ju)有連(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)分(fen)布的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)均(jun)有較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)，如白(bai)熾燈、日(ri)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)等(deng)。另(ling)外，由特(te)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)組成的(de)(de)(de)(de)(de)混合光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)也能(neng)有很好的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)，如波長(chang)為610nm（橙）、540 nm（綠(lv)）和450nm（藍）的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)輻(fu)射對提高光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)具(ju)有特(te)殊效果，所(suo)(suo)以(yi)采用這三種色(se)(se)(se)(se)(se)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)以(yi)適當的(de)(de)(de)(de)(de)比例混合所(suo)(suo)產生的(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)與(yu)連(lian)續(xu)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)譜(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)白(bai)熾燈或日(ri)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)具(ju)有同樣(yang)優(you)良的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)。光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)的(de)(de)(de)(de)(de)顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)影響著人眼所(suo)(suo)觀察的(de)(de)(de)(de)(de)物體(ti)(ti)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)，在顯(xian)色(se)(se)(se)(se)(se)性(xing)好的(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)(guang)源(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)照(zhao)明(ming)下(xia)，物體(ti)(ti)顏(yan)色(se)(se)(se)(se)(se)的(de)(de)(de)(de)(de)失(shi)真就(jiu)會(hui)小(xiao)。

光(guang)(guang)源的色溫和顯色性(xing)是光(guang)(guang)源的兩個重要的顏色指標。兩者之間沒有必然的聯系，因為具有不同光(guang)(guang)譜(pu)分布的光(guang)(guang)源可能(neng)有相同的色溫，但其(qi)顯色性(xing)可能(neng)差別很大。

光源顏色特性色溫計算方法：

光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)是有顏(yan)色的(de)(de)，在照明(ming)領域，光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)顏(yan)色采用色溫(wen)與(yu)(yu)相關色溫(wen)來(lai)描述。黑體在加熱過程中，由于絕對(dui)溫(wen)度的(de)(de)不斷上(shang)升，黑體的(de)(de)顏(yan)色將呈現不同的(de)(de)變(bian)化，后來(lai)，前人便將這種變(bian)化與(yu)(yu)白光(guang)(guang)色溫(wen)關聯起來(lai)。光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)發(fa)出(chu)的(de)(de)光(guang)(guang)都有對(dui)應的(de)(de)光(guang)(guang)譜，當(dang)加熱一個黑體所產生的(de)(de)光(guang)(guang)譜與(yu)(yu)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)發(fa)出(chu)的(de)(de)光(guang)(guang)譜相同時，將此(ci)時黑體的(de)(de)絕對(dui)溫(wen)度值定義為(wei)光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)的(de)(de)色溫(wen)值。色溫(wen)符號用T表示，單位(wei)為(wei)開爾(er)文(wen)（K），是表示光(guang)(guang)源(yuan)(yuan)特性最常用的(de)(de)參數之一。

在(zai)1931CIE-XYZ色(se)度圖中，存在(zai)一(yi)條黑(hei)(hei)體軌(gui)跡線(xian)(xian)(xian)，該軌(gui)跡線(xian)(xian)(xian)便代表了(le)(le)白(bai)光色(se)溫與色(se)品坐(zuo)標的(de)(de)對(dui)應關(guan)系，垂直黑(hei)(hei)體軌(gui)跡線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)直線(xian)(xian)(xian)為(wei)(wei)(wei)等色(se)溫線(xian)(xian)(xian)，在(zai)實(shi)際(ji)應用(yong)過程中，光源的(de)(de)色(se)溫值并不(bu)會嚴格遵(zun)循黑(hei)(hei)體軌(gui)跡線(xian)(xian)(xian)進行變化，而只是無限接(jie)(jie)近(jin)某一(yi)絕(jue)對(dui)溫度下的(de)(de)黑(hei)(hei)體輻(fu)射顏色(se)，與理(li)論(lun)值存在(zai)一(yi)定(ding)偏差(cha)，為(wei)(wei)(wei)了(le)(le)對(dui)這(zhe)種(zhong)情況(kuang)進行描述，實(shi)際(ji)中采用(yong)與光源光譜最接(jie)(jie)近(jin)的(de)(de)黑(hei)(hei)體輻(fu)射的(de)(de)絕(jue)對(dui)溫度來表征(zheng)光源的(de)(de)色(se)溫大(da)小，這(zhe)種(zhong)情況(kuang)下的(de)(de)絕(jue)對(dui)溫度稱為(wei)(wei)(wei)光源的(de)(de)相關(guan)色(se)溫（簡(jian)稱 CCT），用(yong)符(fu)號Tcp表示(shi)。

針對(dui)相(xiang)關色(se)溫的(de)(de)計(ji)算方法(fa)(fa)，前人做了很多研究，目前相(xiang)對(dui)比較典型、應(ying)用(yong)較多的(de)(de)有以下(xia)三(san)種(zhong)：內(nei)插法(fa)(fa)、黑體軌跡的(de)(de)Chebyshev法(fa)(fa)以及三(san)角垂足(zu)插值(zhi)法(fa)(fa)。下(xia)面簡單的(de)(de)介紹一下(xia)內(nei)插法(fa)(fa)。

當(dang)知道待測光源(yuan)(yuan)的光譜分布后，可確(que)定(ding)出光源(yuan)(yuan)的色度(du)坐標（x，y）。若光源(yuan)(yuan)的色度(du)坐標點(dian)位于(yu)兩條相(xiang)鄰(lin)等(deng)溫線M1和M2之間(jian)，則可用內(nei)插(cha)法求得光源(yuan)(yuan)的相(xiang)關(guan)色溫。

設d1為光源坐標(biao)點到(dao)等溫(wen)(wen)(wen)線M1的(de)(de)(de)距離，d2為到(dao)等溫(wen)(wen)(wen)線M2的(de)(de)(de)距離。則光源的(de)(de)(de)相關(guan)色(se)溫(wen)(wen)(wen)T由下式表示：

通(tong)常情況(kuang)下(xia)用下(xia)面近似公式(shi)得到色溫(wen)T：

其中：n=（x-0.3320）/y-0.1858。

光源顏色特性顯色性評價方法：

為了(le)定量比較光源顯(xian)色(se)性(xing)的優劣(lie)，1965年CIE制定一(yi)種“測驗色(se)”法(fa)作為評價(jia)光源顯(xian)色(se)性(xing)的方法(fa)，1974年修訂后，正式向國際上推(tui)薦使用，此方法(fa)是用一(yi)個顯(xian)色(se)指數量值表示光源的顯(xian)色(se)性(xing)。

光源(yuan)(yuan)的(de)顯色(se)(se)指數是待測光源(yuan)(yuan)下物(wu)(wu)體的(de)顏(yan)色(se)(se)與(yu)參(can)照(zhao)(zhao)(zhao)光源(yuan)(yuan)下物(wu)(wu)體顏(yan)色(se)(se)相符程度(du)的(de)度(du)量(liang)(liang)，是物(wu)(wu)體在待測光源(yuan)(yuan)下和參(can)照(zhao)(zhao)(zhao)照(zhao)(zhao)(zhao)明體下顏(yan)色(se)(se)外貌(mao)一致程度(du)的(de)量(liang)(liang)化(hua)。為(wei)(wei)了符合人類長(chang)期的(de)照(zhao)(zhao)(zhao)明習慣，CIE規定5000K以(yi)下的(de)低色(se)(se)溫光源(yuan)(yuan)用普郎克輻射體作為(wei)(wei)參(can)照(zhao)(zhao)(zhao)光源(yuan)(yuan)，色(se)(se)溫5000K以(yi)上的(de)用標準(zhun)照(zhao)(zhao)(zhao)明體D作為(wei)(wei)參(can)照(zhao)(zhao)(zhao)光源(yuan)(yuan)，設定參(can)照(zhao)(zhao)(zhao)光源(yuan)(yuan)的(de)顯色(se)(se)指數為(wei)(wei)100。

CIE規定了14種(zhong)試驗色(se)(se)(se)樣(yang)品(pin)，1～8號樣(yang)品(pin)代表(biao)了各(ge)種(zhong)常見色(se)(se)(se)，這(zhe)8種(zhong)顏(yan)色(se)(se)(se)樣(yang)品(pin)是從孟(meng)塞(sai)爾顏(yan)色(se)(se)(se)圖冊中選出來的(de)明度(du)為6，并具有中等彩度(du)的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)樣(yang)品(pin)，用于(yu)光源(yuan)的(de)一般(ban)顯(xian)色(se)(se)(se)指(zhi)(zhi)數(shu)（又稱綜合顯(xian)色(se)(se)(se)指(zhi)(zhi)數(shu)）的(de)計算(suan)，一般(ban)顯(xian)色(se)(se)(se)指(zhi)(zhi)數(shu)就是光源(yuan)對CIE規定的(de)這(zhe)8個顏(yan)色(se)(se)(se)樣(yang)品(pin)的(de)顯(xian)色(se)(se)(se)指(zhi)(zhi)數(shu)的(de)算(suan)術平均值。9～14號樣(yang)品(pin)代表(biao)膚色(se)(se)(se)和(he)一些高彩度(du)的(de)顏(yan)色(se)(se)(se)，專用于(yu)特殊顯(xian)色(se)(se)(se)指(zhi)(zhi)數(shu)的(de)計算(suan)。

通常所(suo)提及的(de)(de)光源(yuan)(yuan)顯(xian)色(se)(se)指數就(jiu)是指光源(yuan)(yuan)的(de)(de)一(yi)般顯(xian)色(se)(se)指數。顯(xian)色(se)(se)指數越(yue)大(da)，表(biao)明(ming)光源(yuan)(yuan)的(de)(de)顯(xian)色(se)(se)性越(yue)好，反之，則表(biao)明(ming)光源(yuan)(yuan)的(de)(de)顯(xian)色(se)(se)性越(yue)差。顯(xian)色(se)(se)指數最(zui)大(da)值為100，即(ji)光源(yuan)(yuan)的(de)(de)顯(xian)色(se)(se)性最(zui)好。

另外，還應(ying)考慮到(dao)人眼顏色適應(ying)對顯色性評價的(de)(de)(de)影響(xiang)，例如，在白(bai)熾燈(deng)下(xia)觀察某一(yi)(yi)顏色物體后，將該顏色物體移到(dao)鹵鎢燈(deng)下(xia)觀察，開始會感(gan)到(dao)與白(bai)熾燈(deng)下(xia)顏色的(de)(de)(de)差別，但是過一(yi)(yi)段(duan)時間(jian)人眼適應(ying)了(le)這種環境(jing)后感(gan)覺原(yuan)來的(de)(de)(de)顏色并沒有發生變化。